JPH08205192A - 画像符号化装置 - Google Patents
画像符号化装置Info
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- JPH08205192A JPH08205192A JP788395A JP788395A JPH08205192A JP H08205192 A JPH08205192 A JP H08205192A JP 788395 A JP788395 A JP 788395A JP 788395 A JP788395 A JP 788395A JP H08205192 A JPH08205192 A JP H08205192A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】P,Iピクチュアが出力可能で所要メモリ容量
を削減したMPEG1規格の画像符号化装置を提供す
る。 【構成】1フレーム分の画像データDIのうちの垂直方
向のベクトル探索範囲と同一の垂直方向画素数のみから
成る画像データPPを一時保持する参照画像バッファ1
2と、この画像データPPを画像フレームメモリ10に
格納された画像データDP中の参照終了後の領域に重ね
書するバスコントローラ11とを備える。
を削減したMPEG1規格の画像符号化装置を提供す
る。 【構成】1フレーム分の画像データDIのうちの垂直方
向のベクトル探索範囲と同一の垂直方向画素数のみから
成る画像データPPを一時保持する参照画像バッファ1
2と、この画像データPPを画像フレームメモリ10に
格納された画像データDP中の参照終了後の領域に重ね
書するバスコントローラ11とを備える。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は画像符号化装置に関し、
特にMPEG規格に準拠してビデオデータの符号化を行
う画像符号化装置に関する。
特にMPEG規格に準拠してビデオデータの符号化を行
う画像符号化装置に関する。
【0002】
【従来の技術】テレビジョン等のビデオ信号のフレーム
間予測符号化方式として、ISO/IEC,JTC1/
SC2/WG8で標準化検討されたMPEG(Movi
ngPicture Expert Group)にお
ける規格案が知られている。この1つであり勧告ISO
/IEC−11172−2(1993年)(文献1)に
規定されたMPEG1規格はデコーダについて規定して
いる。MPEG1ビデオエンコーダはMPEG1ビデオ
コーダでデコードできる符号化ビデオデータのビット列
を生成する装置を示す。
間予測符号化方式として、ISO/IEC,JTC1/
SC2/WG8で標準化検討されたMPEG(Movi
ngPicture Expert Group)にお
ける規格案が知られている。この1つであり勧告ISO
/IEC−11172−2(1993年)(文献1)に
規定されたMPEG1規格はデコーダについて規定して
いる。MPEG1ビデオエンコーダはMPEG1ビデオ
コーダでデコードできる符号化ビデオデータのビット列
を生成する装置を示す。
【0003】MPEG1規格には、3つの画像タイプが
規定されそれぞれフレーム内圧縮画像(Iピクチャ)、
時系列の過去参照画像(Pピクチャ)、時系列の過去・
未来参照画像(Bピクチャ)と呼ばれる。MPEG1ビ
デオデコーダは勿論これらI,PおよびBピクチャの全
てのデコード能力が要求されるが、MPEG1ビデオエ
ンコーダは出力ビット列のビットレートが規定を満足し
ていれば、BあるいはPピクチャ等を含まないIピクチ
ャのみのビット列を生成してもよい。
規定されそれぞれフレーム内圧縮画像(Iピクチャ)、
時系列の過去参照画像(Pピクチャ)、時系列の過去・
未来参照画像(Bピクチャ)と呼ばれる。MPEG1ビ
デオデコーダは勿論これらI,PおよびBピクチャの全
てのデコード能力が要求されるが、MPEG1ビデオエ
ンコーダは出力ビット列のビットレートが規定を満足し
ていれば、BあるいはPピクチャ等を含まないIピクチ
ャのみのビット列を生成してもよい。
【0004】文献1に記載の推奨MPEG1ビデオエン
コーダである基準画像符号化装置は、上記I,P,Bの
全ピクチュア対応のエンコード能力を有する。
コーダである基準画像符号化装置は、上記I,P,Bの
全ピクチュア対応のエンコード能力を有する。
【0005】基準画像符号化装置をブロックで示す図4
を参照すると、この図に示す基準画像符号化装置は、画
像信号DIを入力し符号化対象データDEを出力するフ
レームリオーダ回路31と、符号化対象データDEの動
きベクトルを検出し信号D,ベクトルV,モードMの各
々を出力する動きベクトル検出回路32と信号Dの供給
に応答して差分データDDを出力する加算器33とから
成る動き補償(MC)プロセッサ30と、差分データD
Dを離散コサイン変換し信号DTを発生する離散コサイ
ン変換回路(DCT)34と、信号DTを量子化してデ
ータDQを生成する量子化回路35と、データDQを可
変長符号化圧縮し符号化データCDを発生する可変長符
号化回路(VLC)36と、データDQを逆量子化し信
号ITを発生する逆量子化回路37と、信号ITを逆離
散コサイン変換し信号IDを発生する逆離散コサイン変
換回路(IDCT)38と、信号IDと過去画像DPと
を加算し信号PIを発生する加算回路40と、信号P
I,ベクトルV,モードMを入力し参照用の過去画像D
Pを出力する過去画像バッファ39と、符号化データC
D,ベクトルV,モードMを選択的に出力してデータA
Dを発生するマルチプレクサ41と、データADの供給
に応答して出力データDO,データBOを発生するバッ
ファ42と、データBOの供給に応答してデータQCを
発生するレギュレータ43とを備える。
を参照すると、この図に示す基準画像符号化装置は、画
像信号DIを入力し符号化対象データDEを出力するフ
レームリオーダ回路31と、符号化対象データDEの動
きベクトルを検出し信号D,ベクトルV,モードMの各
々を出力する動きベクトル検出回路32と信号Dの供給
に応答して差分データDDを出力する加算器33とから
成る動き補償(MC)プロセッサ30と、差分データD
Dを離散コサイン変換し信号DTを発生する離散コサイ
ン変換回路(DCT)34と、信号DTを量子化してデ
ータDQを生成する量子化回路35と、データDQを可
変長符号化圧縮し符号化データCDを発生する可変長符
号化回路(VLC)36と、データDQを逆量子化し信
号ITを発生する逆量子化回路37と、信号ITを逆離
散コサイン変換し信号IDを発生する逆離散コサイン変
換回路(IDCT)38と、信号IDと過去画像DPと
を加算し信号PIを発生する加算回路40と、信号P
I,ベクトルV,モードMを入力し参照用の過去画像D
Pを出力する過去画像バッファ39と、符号化データC
D,ベクトルV,モードMを選択的に出力してデータA
Dを発生するマルチプレクサ41と、データADの供給
に応答して出力データDO,データBOを発生するバッ
ファ42と、データBOの供給に応答してデータQCを
発生するレギュレータ43とを備える。
【0006】図4を参照して基準画像符号化装置の動作
について説明すると、輝度/カラー(Y/C)デコーダ
(図示省略)によって輝度成分と色成分とに分離された
画像データDIはフレームリオーダ回路31を経由して
MCプロセッサ30に供給され、MCプロセッサ30
は、過去画像バッファ39から供給される過去画像DP
を参照しながら動きベクトルVを検索し求められた動き
ベクトルVに対して差分データDDを出力する。
について説明すると、輝度/カラー(Y/C)デコーダ
(図示省略)によって輝度成分と色成分とに分離された
画像データDIはフレームリオーダ回路31を経由して
MCプロセッサ30に供給され、MCプロセッサ30
は、過去画像バッファ39から供給される過去画像DP
を参照しながら動きベクトルVを検索し求められた動き
ベクトルVに対して差分データDDを出力する。
【0007】動きベクトルVの検索の概念を示す図5を
併せて参照すると、MPEG1画像では、16×16ピ
クセルの輝度成分と、8×8ピクセルの色成分とから成
るマクロブロック(MB)を基本単位として取り扱う。
このMBの内輝度成分に対して、MCプロセッサ30は
次のようにベクトル検索を行う。検索対象の現在のMB
に対して、参照画像の同一座標から±15あるいは±7
の領域との差分二乗和を取り、もっとも差分二乗和の少
ないベクトルを動きベクトルVとする。
併せて参照すると、MPEG1画像では、16×16ピ
クセルの輝度成分と、8×8ピクセルの色成分とから成
るマクロブロック(MB)を基本単位として取り扱う。
このMBの内輝度成分に対して、MCプロセッサ30は
次のようにベクトル検索を行う。検索対象の現在のMB
に対して、参照画像の同一座標から±15あるいは±7
の領域との差分二乗和を取り、もっとも差分二乗和の少
ないベクトルを動きベクトルVとする。
【0008】MCプロセッサ30から出力された差分デ
ータDDの供給を受けて、DCT34はこの差分データ
DDのDCT演算を行い、周波数成分に分解された信号
DTを生成する。量子化回路35は信号DTの各周波数
成分ごとに量子化を行い量子化データDQを生成し、V
LC36および逆量子化回路37にそれぞれ供給する。
VLC36は、供給を受けた量子化データDQを可変長
符号圧縮して生成した符号化データCDをマルチプレク
サ41およびバッファ回路42を経由してデータDOと
して出力する。
ータDDの供給を受けて、DCT34はこの差分データ
DDのDCT演算を行い、周波数成分に分解された信号
DTを生成する。量子化回路35は信号DTの各周波数
成分ごとに量子化を行い量子化データDQを生成し、V
LC36および逆量子化回路37にそれぞれ供給する。
VLC36は、供給を受けた量子化データDQを可変長
符号圧縮して生成した符号化データCDをマルチプレク
サ41およびバッファ回路42を経由してデータDOと
して出力する。
【0009】一方、逆量子化回路37は供給を受けた量
子化データDQを逆量子化してデータITを生成してI
DCT38に供給し、IDCT38はデータITを逆D
CT演算して信号IDを生成し加算回路41に供給す
る。加算回路41は信号IDと過去画像バッファ39か
らの過去画像DPとを加算し過去画像DP更新用の画像
データPIを生成して過去画像バッファ39に書戻す。
すなわち、これら逆量子化回路37,IDCT38,加
算回路41は過去画像バッファに対するフィードバック
ループを構成する。
子化データDQを逆量子化してデータITを生成してI
DCT38に供給し、IDCT38はデータITを逆D
CT演算して信号IDを生成し加算回路41に供給す
る。加算回路41は信号IDと過去画像バッファ39か
らの過去画像DPとを加算し過去画像DP更新用の画像
データPIを生成して過去画像バッファ39に書戻す。
すなわち、これら逆量子化回路37,IDCT38,加
算回路41は過去画像バッファに対するフィードバック
ループを構成する。
【0010】上述の基準画像符号化装置においては、特
にBピクチャの生成に演算操作が発生し、リアルタイム
処理の妨げとなるとともに、ハードゥエアおよびソフト
ウェアの規模が増大し価格増加要因となる。上述したよ
うに、このBピクチャを省略することにより装置の簡略
化が可能である。
にBピクチャの生成に演算操作が発生し、リアルタイム
処理の妨げとなるとともに、ハードゥエアおよびソフト
ウェアの規模が増大し価格増加要因となる。上述したよ
うに、このBピクチャを省略することにより装置の簡略
化が可能である。
【0011】Iピクチャのみを生成することにより簡略
化を図った従来の第1の画像符号化装置をブロックで示
す図6を参照すると、この図に示す従来の第1の画像符
号化装置は、入力画像データDIをDCT演算し量子化
し可変長符号化して出力信号DOを発生する符号化プロ
セッサ1と、バスコントローラ2と、ダブルバッファリ
ング用の画像データメモリ3,4とを備える。
化を図った従来の第1の画像符号化装置をブロックで示
す図6を参照すると、この図に示す従来の第1の画像符
号化装置は、入力画像データDIをDCT演算し量子化
し可変長符号化して出力信号DOを発生する符号化プロ
セッサ1と、バスコントローラ2と、ダブルバッファリ
ング用の画像データメモリ3,4とを備える。
【0012】符号化プロセッサ1は、基準画像符号化装
置のDCT34と、量子化回路35と、VLC36との
機能を有する。
置のDCT34と、量子化回路35と、VLC36との
機能を有する。
【0013】図6を参照して動作について説明すると、
入力画像データDIはバスコントローラ2を経由して画
像データメモリ3、又は4に転送される。画像データメ
モリ3,4のうち、現在画像データDIの転送中でない
方、すなわち、画像データDIが画像データメモリ3に
転送中であれば画像データメモリ4が、逆ならば画像デ
ータメモリ3が符号化プロセッサ1にバスコントローラ
2を介して接続される。これによって、画像データDI
の画像データメモリへの転送途中でも、MPEG1に準
拠した画像圧縮操作を行うことが可能となる。また、符
号化プロセッサ1の出力DOは記録媒体に書込まれる。
入力画像データDIはバスコントローラ2を経由して画
像データメモリ3、又は4に転送される。画像データメ
モリ3,4のうち、現在画像データDIの転送中でない
方、すなわち、画像データDIが画像データメモリ3に
転送中であれば画像データメモリ4が、逆ならば画像デ
ータメモリ3が符号化プロセッサ1にバスコントローラ
2を介して接続される。これによって、画像データDI
の画像データメモリへの転送途中でも、MPEG1に準
拠した画像圧縮操作を行うことが可能となる。また、符
号化プロセッサ1の出力DOは記録媒体に書込まれる。
【0014】ここで、352×240ピクセルの入力画
像データPIを符号化する場合、輝度信号情報量4に対
して色信号情報量2が対応する4:2:0フォーマット
にしたがい、輝度レベルを8ビットで量子化するとバッ
ファ用の画像データメモリの所要メモリ領域は127k
バイトとなる。したがって、この第1の画像符号化装置
の所要メモリ容量は254kバイトとなる。
像データPIを符号化する場合、輝度信号情報量4に対
して色信号情報量2が対応する4:2:0フォーマット
にしたがい、輝度レベルを8ビットで量子化するとバッ
ファ用の画像データメモリの所要メモリ領域は127k
バイトとなる。したがって、この第1の画像符号化装置
の所要メモリ容量は254kバイトとなる。
【0015】また、この従来の第1の画像符号化装置は
Iピクチャのみの生成しか行わないので、MPEG1規
格の規定ビットレートでは、圧縮率が低くなるため画質
が低下する。
Iピクチャのみの生成しか行わないので、MPEG1規
格の規定ビットレートでは、圧縮率が低くなるため画質
が低下する。
【0016】この改善のため、Iピクチュアに加えてP
ピクチャを生成しBピクチュアのみを省略することによ
り簡略化を図った従来の第2の画像符号化装置をブロッ
クで示す図7を参照すると、この図に示す従来の第2の
画像符号化装置の第2の符号化装置との相違点は、図6
の構成要素2〜4に加えて、符号化プロセッサ1の機能
に従来の基準画像符号化装置の逆量子化回路37,ID
CT38の機能をさらに含む符号化プロセッサ1Aと、
従来の基準画像符号化装置のMCプロセッサ30とほぼ
同様な機能の動き補償(MC)プロセッサ5と、過去画
像バッファ39に相当し前回の画像データ(過去画像デ
ータ)を格納するRAMから成る参照フイールドメモリ
6とを備えることである。
ピクチャを生成しBピクチュアのみを省略することによ
り簡略化を図った従来の第2の画像符号化装置をブロッ
クで示す図7を参照すると、この図に示す従来の第2の
画像符号化装置の第2の符号化装置との相違点は、図6
の構成要素2〜4に加えて、符号化プロセッサ1の機能
に従来の基準画像符号化装置の逆量子化回路37,ID
CT38の機能をさらに含む符号化プロセッサ1Aと、
従来の基準画像符号化装置のMCプロセッサ30とほぼ
同様な機能の動き補償(MC)プロセッサ5と、過去画
像バッファ39に相当し前回の画像データ(過去画像デ
ータ)を格納するRAMから成る参照フイールドメモリ
6とを備えることである。
【0017】図7を参照して従来の第2の画像符号化装
置の動作について説明すると、第2の画像符号化装置と
同様に入力画像データDIはバスコントローラ2を経由
して画像データメモリ3、又は4に転送されるととも
に、MCプロセッサ5にも供給される。MCプロセッサ
5は参照フイールドメモリ6からの過去画像データDP
を参照し入力画像データDI中の動きベクトルを算出し
たのち、その動きベクトルをもとに過去画像データDP
との差分データDDを計算する。MCプロセッサ5から
出力された差分データDDは符号化プロセッサ1に供給
され、符号化プロセッサ1Aは、差分データDDのDC
T演算,量子化,可変長符号化を行い、出力データDO
として出力する。また、この量子化データの逆量子化,
IDCT演算を行い、得られたデータPIを参照フイー
ルドメモリ6に書戻す。
置の動作について説明すると、第2の画像符号化装置と
同様に入力画像データDIはバスコントローラ2を経由
して画像データメモリ3、又は4に転送されるととも
に、MCプロセッサ5にも供給される。MCプロセッサ
5は参照フイールドメモリ6からの過去画像データDP
を参照し入力画像データDI中の動きベクトルを算出し
たのち、その動きベクトルをもとに過去画像データDP
との差分データDDを計算する。MCプロセッサ5から
出力された差分データDDは符号化プロセッサ1に供給
され、符号化プロセッサ1Aは、差分データDDのDC
T演算,量子化,可変長符号化を行い、出力データDO
として出力する。また、この量子化データの逆量子化,
IDCT演算を行い、得られたデータPIを参照フイー
ルドメモリ6に書戻す。
【0018】従来の第1の画像符号化装置と同様の符号
化条件の場合、バッファ用の画像データメモリの所要メ
モリ容量は381kバイトとなる。また、参照フレーム
メモリを構成するRAMの所要メモリ容量は2画面分、
すなわち508kバイトとなる。
化条件の場合、バッファ用の画像データメモリの所要メ
モリ容量は381kバイトとなる。また、参照フレーム
メモリを構成するRAMの所要メモリ容量は2画面分、
すなわち508kバイトとなる。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の第1の
画像符号化装置は、画像データバッフアの所要メモリ容
量が少ないがIピクチュアのみしか生成できず、MPE
G1規定のビットレートでは圧縮率が低いため画質が低
下するという欠点があった。
画像符号化装置は、画像データバッフアの所要メモリ容
量が少ないがIピクチュアのみしか生成できず、MPE
G1規定のビットレートでは圧縮率が低いため画質が低
下するという欠点があった。
【0020】これを改善した従来の第2の画像符号化装
置は、画像データバッフアの所要メモリ容量の増大とと
もに、参照フレームメモリ用の大容量のRAMを必要と
し、また、参照の終わった領域は次のフレームまで使用
されないためこのRAMの使用効率が非常に悪いという
欠点があった。
置は、画像データバッフアの所要メモリ容量の増大とと
もに、参照フレームメモリ用の大容量のRAMを必要と
し、また、参照の終わった領域は次のフレームまで使用
されないためこのRAMの使用効率が非常に悪いという
欠点があった。
【0021】
【課題を解決するための手段】本発明の画像符号化装置
は、分離した輝度信号および色信号から成る第1の画像
データを予め定めた垂直および水平方向の複数の画素か
ら成る1フレーム分ずつ記憶し読出時に前記画像データ
の予め定めた画素数分のブロックデータであるマクロブ
ロックデータを出力する第1の画像データ記憶手段と、
前記第1の画像データとこの第1の画像データの前のフ
レームの過去参照画像データとを予め定めた垂直および
水平方向の探索範囲内で前記マクロブロックデータ毎に
比較して動きベクトルを探索し対応の差分データを出力
する動き補償プロセッサと、前記差分データの離散コサ
イン変換および量子化を行い量子化データを発生しこの
量子化データの可変長符号化とを行ない所定のデータフ
オーマットにしたがったフレーム内圧縮画像データを出
力データとして発生するととともに前記量子化データの
逆量子化および逆離散コサイン変換を行ない第2の画像
データを発生する符号化プロセッサと、前記第2の画像
データを記憶し読出時に前記過去参照画像データとして
出力する第2の画像データ記憶手段とを備える画像符号
化装置において、1フレーム分の前記第1の画像データ
のうちの前記垂直方向の探索範囲と同一の垂直方向画素
数のみから成る部分画像データを前記第2の画像データ
として生成しこの第2の画像データを前記過去参照画像
データ中の参照終了後の領域に重ね書するメモリ制御手
段を備えて構成されている。
は、分離した輝度信号および色信号から成る第1の画像
データを予め定めた垂直および水平方向の複数の画素か
ら成る1フレーム分ずつ記憶し読出時に前記画像データ
の予め定めた画素数分のブロックデータであるマクロブ
ロックデータを出力する第1の画像データ記憶手段と、
前記第1の画像データとこの第1の画像データの前のフ
レームの過去参照画像データとを予め定めた垂直および
水平方向の探索範囲内で前記マクロブロックデータ毎に
比較して動きベクトルを探索し対応の差分データを出力
する動き補償プロセッサと、前記差分データの離散コサ
イン変換および量子化を行い量子化データを発生しこの
量子化データの可変長符号化とを行ない所定のデータフ
オーマットにしたがったフレーム内圧縮画像データを出
力データとして発生するととともに前記量子化データの
逆量子化および逆離散コサイン変換を行ない第2の画像
データを発生する符号化プロセッサと、前記第2の画像
データを記憶し読出時に前記過去参照画像データとして
出力する第2の画像データ記憶手段とを備える画像符号
化装置において、1フレーム分の前記第1の画像データ
のうちの前記垂直方向の探索範囲と同一の垂直方向画素
数のみから成る部分画像データを前記第2の画像データ
として生成しこの第2の画像データを前記過去参照画像
データ中の参照終了後の領域に重ね書するメモリ制御手
段を備えて構成されている。
【0022】
【実施例】次に、本発明の第1の実施例を図7と共通の
構成要素には共通の参照文字/数字を付して同様にブロ
ックで示す図1を参照すると、この図に示す本実施例の
画像符号化装置は、従来と共通の符号化プロセッサ1
と、MCプロセッサ7とに加えて、入力画像データDI
を逐次蓄積し入力順序でデータDFを出力するFIFO
7と、データDFのスキャン変換のため入力画像バッフ
ァ9への入出力を制御するダイレクトメモリアクセスコ
ントローラ(DMAC)8と、データDFを一時格納す
る入力画像バッファ9と、前フレームのデータである過
去画像データを格納する画像フレームメモリ10と、バ
スコントローラ11と、画像フレームメモリへ転送する
過去画像部分データを一時保持する参照画像バッファ1
2とを備える。
構成要素には共通の参照文字/数字を付して同様にブロ
ックで示す図1を参照すると、この図に示す本実施例の
画像符号化装置は、従来と共通の符号化プロセッサ1
と、MCプロセッサ7とに加えて、入力画像データDI
を逐次蓄積し入力順序でデータDFを出力するFIFO
7と、データDFのスキャン変換のため入力画像バッフ
ァ9への入出力を制御するダイレクトメモリアクセスコ
ントローラ(DMAC)8と、データDFを一時格納す
る入力画像バッファ9と、前フレームのデータである過
去画像データを格納する画像フレームメモリ10と、バ
スコントローラ11と、画像フレームメモリへ転送する
過去画像部分データを一時保持する参照画像バッファ1
2とを備える。
【0023】次に、図1を参照して本実施例の動作につ
いて説明すると、まず、従来と同様に、輝度/カラー
(Y/C)デコーダ(図示省略)によって輝度成分と色
成分とに分離された画像データDIはFIFO7に一旦
蓄積され、DMAC8はFIFO7の出力データDFを
入力画像バッファ9に転送する。通常、FIFO7に蓄
積される画像データDIは、画面左上を原点として走査
線の移動とともにデコードされるため、水平方向スキャ
ン毎のデータ(ラスタスキャンデータ)となる。一方M
PEG1方式のエンコーダでは、上述のように16×1
6ピクセルのマクロブロック(MB)単位で処理を行う
ため、ラスタスキャンデータをブロックスキャンデータ
に変更する必要がある。そのためDMAC8を用いてラ
ンダムアクセス可能な画像バッファ9に転送する。従来
と同様352×240ピクセルの画像データを輝度,色
信号ともに8ビットで量子化する場合、この入力画像バ
ッファ9の所要メモリ容量は8448バイトとなる。
いて説明すると、まず、従来と同様に、輝度/カラー
(Y/C)デコーダ(図示省略)によって輝度成分と色
成分とに分離された画像データDIはFIFO7に一旦
蓄積され、DMAC8はFIFO7の出力データDFを
入力画像バッファ9に転送する。通常、FIFO7に蓄
積される画像データDIは、画面左上を原点として走査
線の移動とともにデコードされるため、水平方向スキャ
ン毎のデータ(ラスタスキャンデータ)となる。一方M
PEG1方式のエンコーダでは、上述のように16×1
6ピクセルのマクロブロック(MB)単位で処理を行う
ため、ラスタスキャンデータをブロックスキャンデータ
に変更する必要がある。そのためDMAC8を用いてラ
ンダムアクセス可能な画像バッファ9に転送する。従来
と同様352×240ピクセルの画像データを輝度,色
信号ともに8ビットで量子化する場合、この入力画像バ
ッファ9の所要メモリ容量は8448バイトとなる。
【0024】MCプロセッサ5は入力画像バッファ9か
ら読出したMBデータMBと画像フレームメモリから読
出した過去画像データDPとを用いて動き補償を行い、
その結果生成される差分データDDを符号化プロセッサ
1Aに供給する。符号化プロセッサ1Aは、従来の第2
の画像符号化装置と同様に、差分データDDをDCT演
算し、量子化し、可変長符号化処理して出力信号DOを
生成するとともに、逆量子化し、IDCT演算を行なっ
て過去画像部分データPPを生成する。過去画像部分デ
ータPPは、以下に説明するようにバスコントローラ1
1の制御により参照画像バッファ12に保持され、画像
フレームメモリ10に転送される。
ら読出したMBデータMBと画像フレームメモリから読
出した過去画像データDPとを用いて動き補償を行い、
その結果生成される差分データDDを符号化プロセッサ
1Aに供給する。符号化プロセッサ1Aは、従来の第2
の画像符号化装置と同様に、差分データDDをDCT演
算し、量子化し、可変長符号化処理して出力信号DOを
生成するとともに、逆量子化し、IDCT演算を行なっ
て過去画像部分データPPを生成する。過去画像部分デ
ータPPは、以下に説明するようにバスコントローラ1
1の制御により参照画像バッファ12に保持され、画像
フレームメモリ10に転送される。
【0025】本実施例の参照画像バッフア12のバッフ
ア動作の基本概念を示す図2を併せて参照すると、図2
(A)に示す符号化対象の352×240ピクセルの画
像51の中のMB52の座標位置を画面左上を原点
(0,0)として、(32,48)であるとする。動き
ベクトル探索を行うときには、図2(A)に示す参照用
の過去画像61の同一座標のMB62の位置から±15
の範囲、すなわち(17,33)及び(47,79)を
対角線とする正方形がベクトルサーチ範囲63となる。
したがって、このベクトルサーチ範囲63を含む参照用
の領域65をサーチする場合には、過去画像61中のY
軸の0〜16の範囲の領域64はサーチに無関係であ
り、また、MBは左上から処理されていくため、この後
も参照されることはない。それ故、参照画像バッファ1
2の所要メモリ容量は領域65と同一容量でよく、参照
終了後に一時保持しておいた過去画像部分データPPを
画像フレームメモリ10に書戻す。
ア動作の基本概念を示す図2を併せて参照すると、図2
(A)に示す符号化対象の352×240ピクセルの画
像51の中のMB52の座標位置を画面左上を原点
(0,0)として、(32,48)であるとする。動き
ベクトル探索を行うときには、図2(A)に示す参照用
の過去画像61の同一座標のMB62の位置から±15
の範囲、すなわち(17,33)及び(47,79)を
対角線とする正方形がベクトルサーチ範囲63となる。
したがって、このベクトルサーチ範囲63を含む参照用
の領域65をサーチする場合には、過去画像61中のY
軸の0〜16の範囲の領域64はサーチに無関係であ
り、また、MBは左上から処理されていくため、この後
も参照されることはない。それ故、参照画像バッファ1
2の所要メモリ容量は領域65と同一容量でよく、参照
終了後に一時保持しておいた過去画像部分データPPを
画像フレームメモリ10に書戻す。
【0026】参照画像バッファ12の所要メモリサイズ
はベクトルサーチ範囲がMB座標±15の場合は253
44バイト、MB座標±7の場合には16896バイト
となる。
はベクトルサーチ範囲がMB座標±15の場合は253
44バイト、MB座標±7の場合には16896バイト
となる。
【0027】以上の条件から、FIFO7,入力画像バ
ッファ9,および画像フレームメモリ10の各々の所要
メモリ容量はそれぞれ127Kバイト,8448バイ
ト,および127kバイトであるので、参照画像バッフ
ァ12の所要メモリ容量を求めると、ベクトルサーチ範
囲がMB座標±15の場合は約288kバイト、MB座
標±7の場合には280kバイトとなる。
ッファ9,および画像フレームメモリ10の各々の所要
メモリ容量はそれぞれ127Kバイト,8448バイ
ト,および127kバイトであるので、参照画像バッフ
ァ12の所要メモリ容量を求めると、ベクトルサーチ範
囲がMB座標±15の場合は約288kバイト、MB座
標±7の場合には280kバイトとなる。
【0028】これは、従来の第2の符号化装置の参照フ
レームメモリ6の所要メモリ容量508Kバイトに対し
約56%に相当する。
レームメモリ6の所要メモリ容量508Kバイトに対し
約56%に相当する。
【0029】次に、本発明の第2の実施例を図1と共通
の構成要素には共通の参照文字/数字を付して同様にブ
ロックで示す図3を参照すると、この図に示す本実施例
の画像符号化装置の第1の実施例との相違点は、MCプ
ロセッサ5と符号化プロセッサ1と入力画像バッファ9
と参照画像バッファ12との代りに、メモリとインスト
ラクションが分離され、内部データバスを有する公知の
ハーバード・アーキテクチャと呼ばれるアーキテクチャ
を持つ一般的かつプログラマブルな高速プロセッサであ
るDSP19を備えることである。
の構成要素には共通の参照文字/数字を付して同様にブ
ロックで示す図3を参照すると、この図に示す本実施例
の画像符号化装置の第1の実施例との相違点は、MCプ
ロセッサ5と符号化プロセッサ1と入力画像バッファ9
と参照画像バッファ12との代りに、メモリとインスト
ラクションが分離され、内部データバスを有する公知の
ハーバード・アーキテクチャと呼ばれるアーキテクチャ
を持つ一般的かつプログラマブルな高速プロセッサであ
るDSP19を備えることである。
【0030】DSP19は、内部データバス28,29
にそれぞれ接続され入力画像バッファ9と参照画像バッ
ファ12とにそれぞれ対応するローカルメモリ20,2
3と、レジスタ21と、ALU22と、インストラクシ
ョンメモリ24と、制御ユニット25と、DMAC26
と、セレクタ17,27と、内部データバス28,29
とを備える。
にそれぞれ接続され入力画像バッファ9と参照画像バッ
ファ12とにそれぞれ対応するローカルメモリ20,2
3と、レジスタ21と、ALU22と、インストラクシ
ョンメモリ24と、制御ユニット25と、DMAC26
と、セレクタ17,27と、内部データバス28,29
とを備える。
【0031】図3を参照して本実例の動作について説明
すると、まず、入力画像データはFIFO7に格納さ
れ、出力された画像データDFは、内部データバス28
を経由してローカルメモリ20に格納される。また、参
照用の過去画像DPは内部データバス29の外部に接続
された画像メモリ10から読込まれ、この画像データD
Pとレジスタ21とALU22はローカルメモリ20か
ら読出された画像データDF対応の画像データMBを参
照しながら、動き補償、DCT演算、IDCT演算、量
子化、逆量子化、および可変長符号化の各処理を行う。
すると、まず、入力画像データはFIFO7に格納さ
れ、出力された画像データDFは、内部データバス28
を経由してローカルメモリ20に格納される。また、参
照用の過去画像DPは内部データバス29の外部に接続
された画像メモリ10から読込まれ、この画像データD
Pとレジスタ21とALU22はローカルメモリ20か
ら読出された画像データDF対応の画像データMBを参
照しながら、動き補償、DCT演算、IDCT演算、量
子化、逆量子化、および可変長符号化の各処理を行う。
【0032】符号化出力データDOは内部データバス2
9の外部に接続された記録媒体に対し出力されるととも
に、ALU22のIDCT演算および逆量子化によって
ローカルデコードされたデータPPは内部データバス2
9に接続されたローカルメモリ23に一時保持される。
9の外部に接続された記録媒体に対し出力されるととも
に、ALU22のIDCT演算および逆量子化によって
ローカルデコードされたデータPPは内部データバス2
9に接続されたローカルメモリ23に一時保持される。
【0033】一時保持されたデータは次のようにして、
参照画像メモリ10に書戻される。インストラクション
メモリ24からの命令にしたがい、所定のタイミングで
制御ユニット25からDMAC26へ起動信号Rを供給
する。この起動信号Rの供給に応答して、DMACはセ
レクタ27,30を用いて内部データバスを切替え、ロ
ーカルメモリ23の保持データPPを画像フレームメモ
リ10にDMA転送する。
参照画像メモリ10に書戻される。インストラクション
メモリ24からの命令にしたがい、所定のタイミングで
制御ユニット25からDMAC26へ起動信号Rを供給
する。この起動信号Rの供給に応答して、DMACはセ
レクタ27,30を用いて内部データバスを切替え、ロ
ーカルメモリ23の保持データPPを画像フレームメモ
リ10にDMA転送する。
【0034】このような構成のDSPを使用することに
よって、第1の実施例と同一の効果を得ることが出きる
とともにMCプロセッサや符号化プロセッサ等の外部接
続デバイスを削減できる。
よって、第1の実施例と同一の効果を得ることが出きる
とともにMCプロセッサや符号化プロセッサ等の外部接
続デバイスを削減できる。
【0035】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像符号
化装置は、1フレーム分の画像データのうちの垂直方向
のベクトル探索範囲と同一の垂直方向画素数のみから成
る部分画像データを生成しこの部分画像データを過去参
照画像データ中の参照終了後の領域に重ね書するメモリ
制御手段を備えることにより、所要メモリ容量を低減で
きるという効果がある。
化装置は、1フレーム分の画像データのうちの垂直方向
のベクトル探索範囲と同一の垂直方向画素数のみから成
る部分画像データを生成しこの部分画像データを過去参
照画像データ中の参照終了後の領域に重ね書するメモリ
制御手段を備えることにより、所要メモリ容量を低減で
きるという効果がある。
【図1】本発明の画像符号化装置の第1の実施例を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図2】本実施例の画像符号化装置における画像データ
のバッフア動作の基本概念を示す概念図である。
のバッフア動作の基本概念を示す概念図である。
【図3】本発明の画像符号化装置の第2の実施例を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図4】MPEG1規格の推奨ビデオエンコーダである
基準画像符号化装置の一例を示すブロック図である。
基準画像符号化装置の一例を示すブロック図である。
【図5】動きベクトル検索動作の概念を示す概念図であ
る。
る。
【図6】従来の第1の画像符号化装置を示すブロック図
である。
である。
【図7】従来の第2の画像符号化装置を示すブロック図
である。
である。
1,1A 符号化プロセッサ 2,11 バスコントローラ 3,4 画像データメモリ 5,30 MCプロセッサ 6 参照フレームメモリ 7 FIFO 8,26 DMAC 9 入力画像バッファ 10 画像フレームメモリ 12 参照画像バッファ 19 DSP 20,23 ローカルメモリ 21 レジスタ 22 ALU 24 インストラクションメモリ 25 制御ユニット 17,27 セレクタ 28,29 内部データバス 31 フレームリオーダ回路 32 動きベクトル検出回路 33,40 加算回路 34 DCT 35 量子化回路 36 VLC 37 逆量子化回路 38 IDCT 39 過去画像バッファ 41 マルチプレクサ 42 バッファ 43 レギュレータ 51,61 画像 52,62 MB 63 ベケトルサーチ範囲 64,65 領域
Claims (3)
- 【請求項1】 分離した輝度信号および色信号から成る
第1の画像データを予め定めた垂直および水平方向の複
数の画素から成る1フレーム分ずつ記憶し読出時に前記
画像データの予め定めた画素数分のブロックデータであ
るマクロブロックデータを出力する第1の画像データ記
憶手段と、前記第1の画像データとこの第1の画像デー
タの前のフレームの過去参照画像データとを予め定めた
垂直および水平方向の探索範囲内で前記マクロブロック
データ毎に比較して動きベクトルを探索し対応の差分デ
ータを出力する動き補償プロセッサと、前記差分データ
の離散コサイン変換および量子化を行い量子化データを
発生しこの量子化データの可変長符号化とを行ない所定
のデータフオーマットにしたがったフレーム内圧縮画像
データを出力データとして発生するととともに前記量子
化データの逆量子化および逆離散コサイン変換を行ない
第2の画像データを発生する符号化プロセッサと、前記
第2の画像データを記憶し読出時に前記過去参照画像デ
ータとして出力する第2の画像データ記憶手段とを備え
る画像符号化装置において、 1フレーム分の前記第1の画像データのうちの前記垂直
方向の探索範囲と同一の垂直方向画素数のみから成る部
分画像データを前記第2の画像データとして生成しこの
第2の画像データを前記過去参照画像データ中の参照終
了後の領域に重ね書するメモリ制御手段を備えることを
特徴とする画像符号化装置。 - 【請求項2】 前記メモリ制御手段が、前記符号化プロ
セッサから出力された前記第2の画像データを一時保持
する第3の画像データ記憶手段と、 前記ベクトル探索終了後に前記第2の画像データを前記
第3の画像データ記憶手段から前記第2の画像データ記
憶手段に転送するバス制御手段とを備えることを特徴と
する請求項1記載の画像符号化装置。 - 【請求項3】 前記符号化プロセッサが、前記第2,第
3の画像データメモリと前記バス制御手段とを含む集積
回路化ディジタル信号処理装置を備えることを特徴とす
る請求項1記載の画像符号化装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP788395A JP2776284B2 (ja) | 1995-01-23 | 1995-01-23 | 画像符号化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP788395A JP2776284B2 (ja) | 1995-01-23 | 1995-01-23 | 画像符号化装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08205192A true JPH08205192A (ja) | 1996-08-09 |
JP2776284B2 JP2776284B2 (ja) | 1998-07-16 |
Family
ID=11678010
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP788395A Expired - Fee Related JP2776284B2 (ja) | 1995-01-23 | 1995-01-23 | 画像符号化装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2776284B2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0838956A3 (en) * | 1996-10-23 | 2002-03-06 | Texas Instruments Inc. | A method and apparatus for decoding video data |
JP2007124238A (ja) * | 2005-10-27 | 2007-05-17 | Canon Inc | 動画像符号化装置及び動画像符号化方法 |
US7925120B2 (en) | 2005-11-14 | 2011-04-12 | Mediatek Inc. | Methods of image processing with reduced memory requirements for video encoder and decoder |
US8311095B2 (en) | 2002-07-17 | 2012-11-13 | Onmobile Global Limited | Method and apparatus for transcoding between hybrid video codec bitstreams |
CN107153666A (zh) * | 2016-03-02 | 2017-09-12 | 魏立江 | 图片搜索法 |
-
1995
- 1995-01-23 JP JP788395A patent/JP2776284B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0838956A3 (en) * | 1996-10-23 | 2002-03-06 | Texas Instruments Inc. | A method and apparatus for decoding video data |
US8311095B2 (en) | 2002-07-17 | 2012-11-13 | Onmobile Global Limited | Method and apparatus for transcoding between hybrid video codec bitstreams |
JP2007124238A (ja) * | 2005-10-27 | 2007-05-17 | Canon Inc | 動画像符号化装置及び動画像符号化方法 |
JP4590337B2 (ja) * | 2005-10-27 | 2010-12-01 | キヤノン株式会社 | 動画像符号化装置及び動画像符号化方法 |
US7925120B2 (en) | 2005-11-14 | 2011-04-12 | Mediatek Inc. | Methods of image processing with reduced memory requirements for video encoder and decoder |
CN107153666A (zh) * | 2016-03-02 | 2017-09-12 | 魏立江 | 图片搜索法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2776284B2 (ja) | 1998-07-16 |
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Legal Events
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